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Wie gelangen Raketen von der Erde in den Weltraum?

Kurze Antwort

Eine Rakete erreicht den Weltraum in etwa neun Minuten: Sie startet senkrecht, neigt sich nach Osten, um die Erdrotation zu nutzen, wirft die erste Stufe ab, sobald deren Treibstoff verbraucht ist, und beschleunigt mit der zweiten Stufe weiter auf etwa 7,8 km/s, die Geschwindigkeit, die für eine Umlaufbahn nötig ist. Ohne diese horizontale Geschwindigkeit reicht Höhe allein nicht aus.

Wie gelangen Raketen von der Erde in den Weltraum?
Start der Falcon 9 mit SES-10, erster Wiederflug einer Rakete der OrbitalklasseFoto: SpaceX (CC0)

Vor der Zündung

Alles beginnt Stunden vorher mit dem Befüllen der Tanks. Kryogene Treibstoffe wie flüssiger Sauerstoff bei −183 °C werden kurz vor dem Start eingefüllt, um die Verdunstung zu begrenzen. Während des Countdowns prüfen Computer Tausende von Parametern; die Triebwerke zünden einige Sekunden vor T-0, und nur wenn alle den Nennschub erreichen, werden die Klammern gelöst, die die Rakete auf der Startrampe halten.

Die ersten Minuten

Die Rakete steigt einige Sekunden senkrecht auf und beginnt dann, sich nach Osten zu neigen. Nach etwa einer Minute durchbricht sie die Schallgeschwindigkeit und durchläuft den Bereich des maximalen aerodynamischen Drucks. Nach etwa zweieinhalb Minuten, in einer Höhe von rund 60 bis 80 km, hat die erste Stufe ihre Hunderte von Tonnen Treibstoff verbraucht und trennt sich ab; bei der Falcon 9 dreht sich diese Stufe um und kehrt zur Landung zurück, bei den meisten anderen Trägerraketen fällt sie ins Meer. Die zweite Stufe zündet ihr Triebwerk unter nahezu Vakuumbedingungen mit einer langen, für diese Umgebung ausgelegten Düse, und kurz darauf wird die Verkleidung abgeworfen, die die Nutzlast geschützt hat, da sie ohne Luft nicht mehr benötigt wird.

Der Einschuss in die Umlaufbahn

Die zweite Stufe fliegt eine zunehmend horizontale Flugbahn und gewinnt den größten Teil der Gesamtgeschwindigkeit. Zwischen acht und zehn Minuten nach dem Start schaltet sie ihr Triebwerk bei rund 7,8 km/s ab, und von diesem Moment an fallen die Rakete und ihre Nutzlast um die Erde, ohne sie zu berühren: Das bedeutet, sich in einer Umlaufbahn zu befinden. Um weiter zu kommen, etwa in einen geostationären Orbit oder zum Mond, sind zusätzliche Zündungen nötig, oft nach einer Gleitphase von mehreren zehn Minuten. Satelliten trennen sich ab, entfalten Paneele und Antennen, und die ausgebrannte Stufe wird so abgebremst, dass sie in einem unbewohnten Ozeangebiet abstürzt oder in einer Entsorgungsbahn zurückbleibt.

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